Bioumjetni organi su zamjenski dijelovi tijela stvoreni od biološkog materijala. Tradicionalni umjetni organi obično su mehanički, a grade se od sintetičkih spojeva kao što su plastika i metalne legure. Bioumjetni organi, naprotiv, izrađuju se od živih stanica i uzgajaju se u laboratoriju. Ove vrste zamjenskih organa imaju mnoge prednosti i mogu pomoći u smanjenju ovisnosti o donorima ljudskih organa.
Svake godine neka pacijenti umru dok čekaju na transplantaciju organa. Organi kao što su jetra, bubrezi i pluća često su vrlo traženi kod pacijenata s teškim bolestima. Povijesno gledano, broj dostupnih darivatelja organa bio je nedovoljan da zadovolji potrebe svakog pacijenta. Da bi tradicionalna transplantacija organa uspjela, donor i pacijent moraju biti blisko biološki podudarni. Čak i kada je zamjenski organ dostupan, imunološki sustav primatelja može odbiti transplantaciju.
Za rješavanje ovog problema osmišljeni su umjetni organi. Organi koje je napravio čovjek, kao što su bubrezi, proizvode se od sredine 20. stoljeća. Međutim, normalni umjetni organ izgrađen je od nebioloških materijala. Kao i kod presađenih organa, mehanički umjetni dio tijela podložan je odbijanju od strane imunološkog sustava. U mnogim slučajevima organ koji je napravio čovjek mora biti uklonjen jer ga tijelo tretira kao “neprirodno”.
Bioumjetni organ koristi jedinstven pristup kako bi zaobišao ta ograničenja. Ove vrste organa doslovno se “uzgajaju” u laboratoriju. Kako bi stvorili bioumjetni organ, medicinski znanstvenici koriste uzorak vlastitih stanica pacijenta. Ove ekstrahirane stanice stimuliraju se u laboratoriju i brzo se razmnožavaju. Spremnik ili “skela” koristi se za usmjeravanje stanica u željeni raspored dok se razmnožavaju.
Različite vrste stanica mogu se slojeviti kako bi se stvorili složeni bioumjetni organi. Sloj mišićnih stanica, na primjer, može se postaviti na vanjsku stranu tijela kako bi se osigurala čvrsta vanjština. Ovi slojevi živih stanica mogu se pažljivo pozicionirati pomoću laboratorijskog uređaja koji nalikuje inkjet pisaču. Ovaj se uređaj može programirati za raspršivanje stanica u unaprijed zadanom uzorku i omogućuje projektiranje organa odozdo prema gore.
Prisutnost pacijentovih vlastitih stanica unutar bioumjetnog organa pomaže smanjiti šanse da će dio tijela biti odbačen. Ova vrsta organa je potpuno organska i ne sadrži umjetne materijale poput plastike. Opet, ova značajka dramatično povećava šanse da će organ biti prihvaćen i omogućuje stvaranje gotovo neograničene količine organa kada je to potrebno.